Оқулық "Білім беруді дамытудың федералды институты"
Лиофильдік дисперсті жҥйелер
жүктеу/скачать 9,08 Mb. Pdf көрінісі
|
Белик Физикалық және коллоидтық химия
| 10.1.
Лиофильдік дисперсті жҥйелер 10.5.1. Беттік белсенді заттардың (ББЗ) коллоидты ерітінділерінде мицеллалар қалыптастыруы Лиофобтық типтік жҥйелерді қарап шыққаннан кейін, біз лиофильді жҥйелердің сипаттамасына жҥгінеміз. Жоғарыда кӛрсетілгендей, лиофильді жҥйелер термодинамикалық тҧрақтылық болып табылады және ӛздігінен қалыптасады. Беттік - белсенді заттардың және ЖМҚ ерітінділері осындай жҥйелердің типтік ӛкілдері болып табылады. Ерітінділерде ӛздігінен мицелла қалыптастыруға қабілетті, беттік- белсенді заттардың коллоидты ерітінділеріне қатысты қызығушылық ерекше – олар ББЗның белгілі бір концентрациясынан жоғары болатын лиофильді дисперсиялық жҥйелерді қалыптастыра алады. Мицелляцияның қалыптасу процесі басталатын концентрация мицелло қалыптасуының сыни концентрациясы (МҚСК) деп аталады. Мицелло қалыптасуының сыни концентрациясынан жоғары ерітіндіде беттік белсенді заттардың концентрациясына қол жеткізгенде, сфералық мицеллалар пайда болады. Әрі қарай, беттік белсенді заттардың тек су ерітінділері қарастырылады. Суда қарапайым сфералық мицеллалар 10.5. суретте кӛрсетілгендей кӛрінеді. Мицеллалардың ішкі бӛлігі кӛп қабатты кӛмірсутекті радикалдардан тҧрады, беттік-белсенді молекулалардың полярлық топтары су фазасына айналады. Мицеллалардағы молекулалардың саны тар концентрациялар шегінде тез ӛседі; және беттік-белсенді зат концентрациясының одан әрі артуы кезінде іс жҥзінде ӛзгермейді, бірақ мицеллалардың саны кӛбейеді. Сфералық мицеллалар қҧрамында 20-дан 100 (және одан да кӛп) беттік- белсенді заттардың молекулалары болуы мҥмкін. Беттік активті концентрацияның одан әрі ӛсуі нәтижесінде сфералық мицеллалар ӛзара әрекеттесуді бастайды, бҧл олардың деформациясына әкеледі. Мицеллалар цилиндрлік, диск тәрізді және пластинаға ҧқсас нысанды қабылдауға бейім келеді. Беттік-белсенді концентрация СБК-дан 20-50 есе жоғары кезінде мицеллді қҧрылым кенеттен ӛзгеруі және сҧйық кристалды кҥйдің пайда болуына әкеліп соқтыруы мҥмкін. Агрегаттың соңғы сатысы ерітіндіні одан әрі алып тастағанда - гельді немесе қатты кристалдық қҧрылымды қҧрайды. Иондық және ионды емес беттік- белсенді заттар да мицелла қалыптастыруға қабілетті. Иондық беттік белсенді заттардың мицеллалары әдетте зарядталады; Электр заряды беттік-белсенді молекулалардың полярлық тобының қасиеттеріне және ортаның қасиеттеріне байланысты.ЖМБ-ға әсер ететін факторлар. 275 Мицеллақҧрушылардың сыни концентрациясы - бҧл беттік-белсенді заттардың маңызды сипаттамасы. Бҧл кӛптеген факторларға байланысты, соның негізгілерін қарастырамыз. 1. Беттік белсенді молекуланың кӛмірсутекті радикалының ҧзындығы. Кӛмірсутекті радикал неғҧрлым ҧзағырақ болса, онда судағы беттік белсенді заттардың ерігіштігі соғҧрлым тӛмен болып келеді; демек, ЖМС тӛменірек. 2. Беттік белсенді заттардың табиғаты. ЖМБ беттік-белсенді иондар немесе ион еместер болып табылады және олар ККМ ӛте тәуелді. Әдеттегідей, ионды беттік-белсенді заттардың судағы ерігіштігі ионды емес беттік-белсенді заттарға қарағанда әлдеқайда жоғары; сӛйтіп, иондардың беттік-белсенді заттарының СМС әлдеқайда кӛп, яғни ионды емес беттік-белсенді заттардың ерітінділерінде мицелла қалыптастыру процесі тӛмен концентрациядан басталады. 3. Бейтарап тӛмен молекулалы электролитті енгізу. Электролитті иондық емес беттік белсенді заттардың су ерітінділеріне енгізу МҚСК және мицеллалар мӛлшеріне аз әсер етеді. Иондық беттік-белсенді заттар ҥшін оның әсері маңызды. Ӛйткені сулы ортада тӛмен молекулалық индифферентті, яғни немқҧрайлы электролит беттік белсенді заттардың молекулаларының диссоциациялануын тежейді, ал бҧл МҚСК тӛмендеуіне әкеледі. Бірдей кӛмірсутек тізбегі бар ионды және ионды емес беттік- белсенді заттарды салыстыру ионды беттік белсенді заттардың мицеллярлық массасы ионды емес тҥріне қарағанда әлдеқайда аз екенін кӛрсетті; бҧл жерде ионды беттік белсенді заттардың электролит концентрациясын кӛбейткенде ионды беттік белсенді заттардың мицел- лярлық массасы артады, ал ионды емес тҥрі ӛзгермейді. 4.Температура. Температура артқан айын МҚСК да артады. МҚСК анықтау әдістері. Бҧл әдістер мицелопайдаболу кезінде беттік физикалық-химиялық қасиеттерінің кҥрт ӛзгерістеріне негізделген. Қисық тәуелділіктегі қасиеті (және т.б. жазықтық шиеленіс, бҧлдырлық, осмостық қысымы, сыну кӛрсеткіші) бойынша -. (10.6 сур.) МҚСК қҧрамында сыну пайда болады. Қисық бҧтақтарының (тӛмен концентрацияда) бірі жҥйенің молекулалық кҥйінің қасиеттерін сипаттайды, ал басқасы (МҚСК жоғары) болғанда – коллоидтық қасиеттерін сипаттайды. Сыну нҥктелерінің абсциссасы мицелла қалыптасуының сыни концентрациясы болып саналады. МҚСК анықтаудың екі әдісін толығырақ қарастырайық. 276 1 0 . 6 . сурет электрӛткізгіштігінің тәуелділігі (1), сыну кӛрсеткіші (2), осмотикалық қысым (3), жазықтық бетінің кернеуі (4), лайлану кӛрсеткіші (5) беттік белсенді заттардың ерітіндісі мен концентрациясы . Бірінші әдіс иондардың беттік-белсенді заттарының МҚСК -ны анықтау ҥшін пайдаланылады және беттік-белсенді заттардың концентрациясына байланысты электр ӛткізгіштігін ӛлшеуге негізделген. МҚСК дан тӛмен концентрация ауқымында беттік-белсенді ерітіндідегі ҥлестің электрӛткізгіштігіне тәуелділігі (10.7-сурет) электролиттердің ерітінділерінің орташа кҥшіне ҧқсастықтарға сәйкес келеді МҚСК -ға сәйкес келетін C * шоғырлануында кестеде иондардың қозғалғыштығынан гӛрі ҧтқырлығы аз сфералық мицеллалардың пайда болуына байланысты ҥзіліс байқалады. Сондықтан, жоғары беттік-белсенді заттардың концентрациясының МҚСК жоғары болуы кезінде, белгілі бір электр ӛткізгіштігінің жоғарылауы әлдеқайда әлсірейді. МҚСК анықтаудың екінші әдісі, ерітінділердің беттік керілуін ӛлшеуге негізделген, ион және ионды емес беттік-белсенді заттардың МҚСК анықтауға мҥмкіндік береді. Беттік кернеудің А = ƒ (lnC) изотермасы 10.8.сурет ББЗ ерітіндісінің жазықтық беттік кернеуінің ӛзінің концентрациясына тәуелділігі 10.7. сурет ББЗ ерітіндісінің ҥлестік электрӛткізгіштігінің ӛзінің концентрациясына тәуелділігі 277 тӛмен концентрациялар аймағында қисық сызықты аймаққа ие (10.8- сурет), онда Гиббстің негізгі адсорбция теңдеуі бойынша фазааралық Г шекарада ерітінді-ауа концентрациясының ҧлғаюымен бірге артады. Айрықша концентрацияда C *, изотерманың қисық сызықты бӛлігінің тҧрақты do / dlnC мәні, яғни тікелей сызыққа ӛтеді. адсорбция тҧрақты және максималды мәнге жетеді. Бҧл аймақта фазааралық шекарада беттік белсенді молекулалардың қаныққан мономолекулалық қабаты пайда болады. Беттік-белсенді заттардың концентрациясы одан әрі артқан жағдайда ерітіндіде сфералық мицеллалар пайда болады, ал бетінің кернеуі іс жҥзінде ӛзгермейді. МҚСК шамасы абсцисс осіне параллель бӛліктен шыққан кезде изотерманың қисық сызығымен анықталады. Осы әдісті қолданған кезде, олар МҚСК қҧнына айтарлықтай әсер ететіндіктен, беттік-белсенді заттардың қоспаларының жоқтығын бақылап отырады. жүктеу/скачать 9,08 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|